JPWO2010007852A1 - レーザ加工装置及びその加工方法 - Google Patents

Abstract

レーザ加工装置１は、加工用光を発する加工用光光源３と、観察用光を発する観察用光発光部４と、電子部品２で生じる複数波長の光を導光する光ファイバ１９と、光ファイバ１９により導光される光を検出する検出部５と、加工用光発光部３の発光状態を制御する制御部３１とを備える。光ファイバ１９は、４つのグループに分けられ、加工用光を導光する光ファイバ１８を取り囲むように配置されている。この４つのグループに分けられた光ファイバ１９は、グループ毎に観察用光を電子部品２へと導光可能に形成されている。

Description

本発明は、レーザ加工装置及びその加工方法に関する。

従来、このような分野の技術として、例えば特許文献１に記載されたものがある。この文献に記載されたレーザ加工装置は、リードと基板のボンディングランドとの接合部に接合用光を発するレーザ光源と、判定用光を発するレーザ光源と、接合部の接合状態の良否を判定する判定装置と、リードの不良を認識するＣＣＤカメラとを備えている。そして、接合部に接合用光を照射した後に接合部に判定用光を照射し、その反射光及び輻射光を判定装置に受光し接合状態の良否判定を行い、更にＣＣＤカメラを介して不良のリードの認識を行うことで、実装信頼性の向上が図られている。

特開平５−３３５７３５号公報

しかしながら、従来のレーザ加工装置では、接合部周辺に配置された隣接物体を特定する手段、隣接物体の種類に応じて接合用光の照射パワーを制御する手段等を設けていないので、隣接物体を誤って加工してしまう恐れがあり、加工精度の向上を図り難いという問題があった。

本発明は、加工精度の向上を図ることができるレーザ加工装置及びレーザ加工方法を提供することを目的とする。

本発明に係るレーザ加工装置は、加工対象物を加工用光で走査し加工するレーザ加工装置において、加工用光を発する第１の発光部と、第１の発光部から発せられる加工用光を加工対象物へと導光する第１の導光体と、加工対象物を観察するための観察用光を発する第２の発光部と、第２の発光部から発せられる観察用光を加工対象物へと導光する複数の第２の導光体と、加工対象物で生じる複数波長の光を導光する第３の導光体と、第３の導光体により導光される複数波長の光を検出する検出部と、検出部により検出された結果に基づき、第１の発光部の発光状態を制御する制御部と、を備え、第２の導光体は、少なくとも２つのグループに分けられ、且つグループ毎に第２の発光部から発せられる観察用光を加工対象物へと導光することを特徴とする。

本発明に係るレーザ加工装置によれば、第２の導光体は、少なくとも２つのグループに分けられ、且つグループ毎に第２の発光部から発せられる観察用光を加工対象物へと導光するので、各グループから出射される観察用光の照射タイミングをずらすことによって、グループ毎に出射される観察用光により照射された物体をそれぞれ特定することができる。しかも、その特定した物体の位置はグループの配置位置に対応しているので、グループの配置位置に基づいて特定した物体の位置を容易に把握することができる。従って、特定した物体の種類に応じて加工用光の照射パワーを制御し、又は特定した物体の位置に応じて加工用光の照射時間を調整することにより、特定した物体を誤って加工することを確実に防止することができる。その結果、加工精度の向上を図ることが可能となる。

本発明に係るレーザ加工装置において、第２の導光体は、４つのグループに分けられ、第１の導光体の出射端において、４つのグループに分けられた第２の導光体は、第１の導光体を取り囲むように、第１の導光体から出射される加工用光の走査方向に対し前後左右に配置されていること好適である。この場合には、加工領域の前後左右の位置に配置された物体をそれぞれ特定することができる。

本発明に係るレーザ加工装置において、４つのグループに分けられた第２の導光体は、第２の発光部から発せられる観察用光を順番に加工対象物へと導光することが好適である。この場合には、加工領域の前後左右の位置に配置された物体を容易に特定することができる。

本発明に係るレーザ加工装置は、加工対象物を加工用光で走査し加工するレーザ加工装置において、加工用光を発する第１の発光部と、第１の発光部から発せられる加工用光を加工対象物へと導光する第１の導光体と、加工対象物を観察するための観察用光を発する第２の発光部と、第２の発光部から発せられる観察用光を加工対象物へと導光する第２の導光体と、加工対象物で生じる複数波長の光を導光する複数の第３の導光体と、第３の導光体により導光される複数波長の光を検出する検出部と、検出部により検出された結果に基づき、第１の発光部の発光状態を制御する制御部と、を備え、第３の導光体は、少なくとも２つのグループに分けられ、且つグループ毎に加工対象物で生じる複数波長の光を導光することを特徴とする。

本発明に係るレーザ加工装置によれば、第３の導光体は、少なくとも２つのグループに分けられ、且つグループ毎に加工対象物で生じる複数波長の光を導光するので、各グループの導光タイミングをずらすことによって、各グループの第３の導光体に対応する物体をそれぞれ特定することができる。しかも、その特定した物体の位置はグループの配置位置に対応しているので、グループの配置位置に基づいて特定した物体の位置を容易に把握することができる。従って、特定した物体の種類に応じて加工用光の照射パワーを制御し、又は特定した物体の位置に応じて加工用光の照射時間を調整することにより、特定した物体を誤って加工することを確実に防止することができる。その結果、加工精度の向上を図ることが可能となる。

本発明に係るレーザ加工装置において、第３の導光体は、４つのグループに分けられ、第１の導光体の出射端において、４つのグループに分けられた第３の導光体は、第１の導光体を取り囲むように、第１の導光体から出射される加工用光の走査方向に対し前後左右に配置されていることが好適である。この場合には、加工領域の前後左右の位置に配置された物体をそれぞれ特定することができる。

本発明に係るレーザ加工装置において、４つのグループに分けられた第３の導光体は、加工対象物で生じる複数波長の光を順番に導光することが好適である。この場合には、加工領域の前後左右の位置に配置された物体を容易に特定することができる。

本発明に係るレーザ加工装置において、検出部は、第３の導光体のグループ毎に対応する検出素子を含むことが好適である。この場合には、光の検出精度を高めることができる。

本発明に係るレーザ加工装置において、検出部は、１つの検出素子と、第３の導光体により導光される光を検出素子に入射させるための光路変更手段と、を含むことが好適である。この場合には、検出部の構成を簡単化することができ、装置全体コストの低減を図ることが可能となる。

本発明に係るレーザ加工方法は、上述のレーザ加工装置を用いたレーザ加工方法であって、第２の導光体の各グループを用いて、グループ毎に観察用光を加工対象物に照射する第１ステップと、加工対象物で生じる複数波長の光を検出し、検出した光の特性により照射対象を特定する第２ステップと、照射対象の特定結果に基づき、加工用光を制御して加工対象物を加工する第３ステップと、を備えることを特徴とする。

この発明に係るレーザ加工方法によれば、第２の導光体の各グループを用いて、グループ毎に観察用光を加工対象物に照射することによって、加工領域周辺に配置される物体の種類及び位置を容易に特定することができる。そして、その特定した物体の種類に応じて加工用光の照射パワーを制御し、又は特定した物体の位置に応じて加工用光の照射時間を調整することにより、特定した物体を誤って加工することを確実に防止することができる。その結果、加工精度の向上を図ることが可能となる。

本発明に係るレーザ加工方法において、第１ステップにおいて、加工用光の走査方向の前方に配置された第２の導光体のグループのみを用いて、加工対象物に観察用光を照射することが好適である。この場合には、加工用光の走査方向の前方に配置される物体だけを特定するので、加工速度の高速化を図ることができる。

本発明に係るレーザ加工方法は、上述のレーザ加工装置を用いたレーザ加工方法であって、加工対象物に観察用光を照射する第１ステップと、第３の導光体の各グループを用いて、加工対象物で生じる複数波長の光をグループ毎に検出し、検出した光の特性により照射対象を特定する第２ステップと、照射対象の特定結果に基づき、加工用光を制御して加工対象物を加工する第３ステップと、を備えることを特徴とする。

この発明に係るレーザ加工方法によれば、第３の導光体の各グループを用いて、加工対象物で生じる複数波長の光をグループ毎に検出することによって、加工領域周辺に配置される物体の種類及び位置を容易に特定することができる。そして、その特定した物体の種類に応じて加工用光の照射パワーを制御し、又は特定した物体の位置に応じて加工用光の照射時間を調整することにより、特定した物体を誤って加工することを確実に防止することができる。その結果、加工精度の向上を図ることが可能となる。

本発明に係るレーザ加工方法において、第２ステップにおいて、加工用光の走査方向の前方に配置された第３の導光体のグループのみを用いて、加工対象物で生じる複数波長の光を検出することが好適である。この場合には、加工用光の走査方向の前方に配置される物体だけを特定するので、加工速度の高速化を図ることができる。

本発明によれば、加工精度の向上を図ることができるレーザ加工装置及びレーザ加工方法を提供する。

図１は第１実施形態に係るレーザ加工装置の構成を示す概略図である。 図２（ａ）はバンドルファイバを示す断面図であり、図２（ｂ）は光ファイバのグループ分けを説明するための図である。 図３は光ファイバの各グループから出射される観察用光の照射タイミングを示す図である。 図４は第１実施形態に係るレーザ加工装置の制御処理を示すフローチャートである。 図５は第１実施形態に係るレーザ加工装置の制御処理を示すフローチャートである。 図６は第２実施形態に係るレーザ加工装置の構成を示す概略図である。 図７は第２実施形態に係るレーザ加工装置の制御処理を示すフローチャートである。 図８は第２実施形態に係るレーザ加工装置の制御処理を示すフローチャートである。 図９は第２実施形態に係るレーザ加工装置の変形例を示す概略図である。

以下、添付図面を参照し本発明を実施するための最良の形態を詳細に説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一符号を付し、重複する説明は省略する。

（第１実施形態）
図１は第１実施形態に係るレーザ加工装置の構成を示す概略図である。レーザ加工装置１は、電子部品加工に用いられる装置であって、電子部品（加工対象物）２を加工するための加工用光を発する加工用光光源（第１の発光部）３と、電子部品２を観察するための観察用光を発する観察用光発光部（第２の発光部）４と、電子部品２で生じる複数波長の光を検出する検出部５と、加工用光発光部３の発光状態を制御する制御部３１とを備えている。

加工用光光源３は、特定波長４０８ｎｍのレーザ光を出力する半導体レーザ素子を含んで構成されている。この加工用光光源３から発する加工用光は、加工用光光源３に光学的に接続される光ファイバ（第１の導光体）６によって電子部品２に導光される。

観察用光発光部４は、電子部品２を観察する為の観察用光を発するものであって、中心波長が異なる２種類の光源を有し、波長４４５ｎｍのレーザ光を出力する４つの第１観察用光光源７と、波長６６０ｎｍのレーザ光を出力する４つの第２観察用光光源８とを含んで構成されている。４つの第１観察用光光源７は、４本の光ファイバ（第２の導光体）９に光学的に接続されている。また、４つの第２観察用光光源８は、４本の光ファイバ（第２の導光体）１０に光学的に接続されている。

そして、これらの光ファイバ９，１０は、更に合波ユニット１１に接続されている。この合波ユニット１１は、光ファイバ９により導光されてきた波長４４５ｎｍの光と、光ファイバ１０により導光されてきた波長６６０ｎｍの光とを１対１で合波し、合波した光を４本の光ファイバ（第２の導光体）１２を介して電子部品２に出力する。

検出部５は、波長によって受光感度の異なる第１の検出素子１３と第２の検出素子１４とを備えている。第１の検出素子１３は波長４４５ｎｍの光に対して高い受光感度をもち、第２の検出素子１４は波長６６０ｎｍの光に対して高い受光感度をもっている。第１の検出素子１３及び第２の検出素子１４は、それぞれ光ファイバ（第３の導光体）１５，１６と光学的に接続され、光ファイバ１５，１６により導光されてきた異なる波長の光強度を検出し、検出した結果を制御部３１に出力している。なお、検出部５は、それぞれ異なる中心波長の光を透過または反射させる光フィルタと、これら光フィルタを透過しまたはこれら光フィルタにより反射された異なる中心波長の光の強度をそれぞれ検出する複数の検出素子を備えていてもよい。あるいは、検出部５は、第３の導光体からこの検出素子への光路を波長に応じて分離したり切り替える光路変更手段と、それぞれの光路を進む光に対応した検出素子を備えていてもよい。

制御部３１は、第１の検出素子１３と第２の検出素子１４により検出された結果に基づき、加工用光光源３の発光状態を制御している。また、制御部３１では、第１の検出素子１３と第２の検出素子１４により検出された波長４４５ｎｍの光強度と波長６６０ｎｍの光強度との比率を算出し、算出した値と判定閾値との比較を行うことによって、電子部品２上の物体を特定している。

光ファイバ６の出射端において、光ファイバ６と光ファイバ１２とは束ねられ、バンドルファイバ１７を構成している。このように光ファイバ６，１２を束ねることにより、レーザ加工装置１を小型化することができると共に、装置の操作を容易に行うことができる。また、該バンドルファイバの先端に集光レンズ（図示せず）を設置するのも好適である。加工対象物との作動距離を大きく取ることができ、装置の操作を容易に行うことができる。

図２（ａ）はバンドルファイバを示す断面図であり、（ｂ）は光ファイバのグループ分けを説明するための図である。図２（ａ）に示すように、バンドルファイバ１７は断面六角形状に形成され、その中央には、７本の光ファイバ（第１の導光体）１８が設けられ、光ファイバ１８の周囲には、３０本の光ファイバ（第２の導光体）１９が配列されている。この７本の光ファイバ１８は加工用光を導光するための光ファイバ６を構成し、３０本の光ファイバ１９は観察用光を導光するための光ファイバ１２を構成している。

図２（ｂ）に示すように、３０本の光ファイバ１９は、４本の光ファイバ１２に対応し４つのグループに分けられている。第１グループは８本の光ファイバ１９から構成され、第２グループは７本の光ファイバ１９から構成され、第３グループは８本の光ファイバ１９から構成され、第４グループは７本の光ファイバ１９から構成されている。

そして、４つのグループに分けられた光ファイバ１９は、グループ毎に観察用光を電子部品２へと導光可能に形成されている。例えば、この４つのグループに分けられた光ファイバ１９は、制御部３１の制御信号を受け、第１、第２、第３、第４グループの順番で観察用光を導光する。図３は、光ファイバの各グループから出射される観察用光の照射タイミングを示す図である。図３において、白抜き丸印で表されたのは光ファイバ１９から出射される観察用光を照射する状態であり、黒塗り丸印で表されたのは観察用光を照射しない状態である。

また、図３において、矢印Ｆは加工用光の走査方向を示している。従って、第１、第２、第３、第４グループの光ファイバ１９は、走査方向Ｆに対しそれぞれ前方、後方、左側、右側に配置されることになる。図３（ａ）に示すように、光ファイバ１８によって導光されてきた加工用光で電子部品２を走査し加工しながら、第１グループの光ファイバ１９から出射される観察用光のみを所定時間に電子部品２に照射させる。次に、第１グループの光ファイバ１９から出射される観察用光の照射を止めて、第２グループの光ファイバ１９から出射される観察用光のみを所定時間に電子部品２に照射させる（図３（ｂ）参照）。

続いて、第２グループの光ファイバ１９から出射される観察用光の照射を止めて、第３グループの光ファイバ１９から出射される観察用光のみを所定時間に電子部品２に照射させる（図３（ｃ）参照）。次に、第３グループの光ファイバ１９から出射される観察用光の照射を止めて、第４グループの光ファイバ１９から出射される観察用光のみを所定時間に電子部品２に照射させる（図３（ｄ）参照）。そして、このような操作は加工終了まで繰り返し行われる。

以上のように構成されたレーザ加工装置では、光ファイバ１９は、４つのグループに分けられ、且つグループ毎に観察用光発光部４から発せられる観察用光を電子部品２へと導光するので、各グループから出射される観察用光を順番に導光させ電子部品２に照射することによって、グループ毎に出射される観察用光により照射された電子部品２上の物体（例えば金メッキが施された端子、錫メッキが施された端子、ガラスエポキシ基板）をそれぞれ特定することができる。

しかも、その特定した物体の位置は光ファイバ１９のグループの配置位置に対応しているので、グループの配置位置に基づいて特定した物体の位置を容易に把握することができる。従って、特定した物体の種類に応じて加工用光の照射パワーを制御し、又は特定した物体の位置に応じて加工用光の照射時間を調整することが可能となる。例えば、加工用光を走査して金メッキが施された端子同士を半田（主成分：錫）で接合する場合、半田と金メッキ端子の境界を特定し、照射パワーを高めるということも可能である。このようにすれば、電子部品２を過剰に加熱することを防止することができ、加工精度や品質の向上を図ることが可能となる。

次に、図４を参照して第１実施形態に係るレーザ加工装置１を用いたレーザ加工方法を説明する。図４は、第１実施形態に係るレーザ加工装置の制御処理を示すフローチャートである。この図４における制御処理は、制御部３１によって所定の周期で繰り返し実行される。

初めに、グループ数ｉを１とし（Ｓ１１）、第ｉ（ｉ＝１）グループの光ファイバ１９から出射される観察用光が電子部品２に照射される（Ｓ１２）。次に、観察用光の照射によって電子部品２で生じた光の検出が行われる（Ｓ１３）。このとき、光ファイバ１５，１６と検出素子１３，１４を介し、電子部品２で生じた複数波長の光を検出し、検出した光の特性により加工領域に隣接した隣接対象物が特定される。

続いて、元のグループ数ｉに１をプラスして、それをグループ数ｉとし（Ｓ１４）、そのグループ数ｉと基準値ｎとの比較が実施される（Ｓ１５）。グループ数ｉが基準値ｎより小さい場合に、処理がＳ１２に戻る。一方、グループ数ｉが基準値ｎより大きい場合に、隣接対象物が照射対象であるか否かの判断が実施される（Ｓ１６）。

上述したレーザ加工装置１では、光ファイバ１９は４つのグループに分けられているので、基準値ｎを４とすれば、第１、第２、第３及び第４グループの光ファイバ１９から出射される観察用光の照射が順番に行われる。

Ｓ１６の処理で隣接対象物が照射対象でないと判断された場合に、次のポイントに移動する途中で加工用光の照射パワーの低減が実施される（Ｓ１７）。このとき、制御部３１が加工用光光源３に照射パワーを低減する制御信号を送信し、加工用光光源３は、その制御信号を受信し、発生する加工用光のパワーを弱める。

一方、隣接対象物が照射対象であると判断された場合に、次のポイントに移動する途中で加工用光の照射パワーの増強が実施される（Ｓ１８）。このとき、制御部３１が加工用光光源３に照射パワーを増強する制御信号を送信し、加工用光光源３は、その制御信号を受信し、発生する加工用光のパワーを強める。これによって、電子部品２の加工が行われる。そして、Ｓ１７、Ｓ１８の処理を終えたら、次のポイントへ移動してこの処理を繰り返した後、一連の制御を終了する。

このようなレーザ加工方法によれば、光ファイバ１９の各グループを用いて、グループ毎に観察用光を電子部品２に照射することによって、加工領域の隣接対象物を容易に特定することができる。そして、その隣接対象物が照射対象であるか否かを判断し、判断の結果に応じて加工用光の照射パワーを増強したり、低減したりすることにより、隣接対象物を誤って加工することを確実に防止することができる。その結果、加工精度の向上を図ることが可能となる。

以下、図５を参照してレーザ加工装置１を用いた別の加工方法を説明する。図５は第１実施形態に係るレーザ加工装置の制御処理を示すフローチャートである。この図５における制御処理の特徴は、加工用光の走査方向の前方に配置された光ファイバ１９のグループのみを用いて観察用光を照射することである。この制御処理は、制御部３１によって所定の周期で繰り返し実行される。

初めに、グループ数ｉを１とし（Ｓ２１）、第ｉ（ｉ＝１）グループの位置が加工用光の走査方向の前方であるか否かの判断が行われる（Ｓ２２）。そして、グループの位置が走査方向の前方でないと判断された場合に、そのグループの光ファイバ１９から出射される観察用光の照射を行わずに、処理はＳ２５に進む。一方、グループの位置が走査方向の前方であると判断された場合に、そのグループの光ファイバ１９から出射される観察用光による照射が行われる（Ｓ２３）。

次に、観察用光の照射によって電子部品２で生じた光の検出が行われる（Ｓ２４）。このとき、光ファイバ１５，１６と検出素子１３，１４を介し、電子部品２で生じた複数波長の光を検出し、検出した光の特性により隣接対象物が特定される。

続いて、元のグループ数ｉに１をプラスして、それをグループ数ｉとし（Ｓ２５）、そのグループ数ｉと基準値ｎとの比較が実施される（Ｓ２６）。グループ数ｉが基準値ｎより小さい場合に、処理がＳ２２に戻る。一方、グループ数ｉが基準値ｎより大きい場合に、隣接対象物が照射対象であるか否かの判断が実施される（Ｓ２７）。

Ｓ２７の処理で隣接対象物が照射対象でないと判断された場合に、次のポイントに移動する途中で加工用光の照射パワーの低減が実施される（Ｓ２８）。このとき、制御部３１が加工用光光源３に照射パワーを低減する制御信号を送信し、加工用光光源３は、その制御信号を受信し、発生する加工用光のパワーを弱める。

一方、隣接対象物が照射対象であると判断された場合に、次のポイントに移動する途中で加工用光の照射パワーの増強が実施される（Ｓ２９）。このとき、制御部３１が加工用光光源３に照射パワーを増強する制御信号を送信し、加工用光光源３は、その制御信号を受信し、発生する加工用光のパワーを強める。これによって、電子部品２の加工が行われる。そして、Ｓ２８、Ｓ２９の処理を終えたら、一連の制御を終了する。このようなレーザ加工方法によれば、加工用光の走査方向の前方の隣接対象物のみを特定するので、加工速度の高速化を図ることができる。

（第２実施形態）
次に、第２実施形態に係るレーザ加工装置２０について説明する。図６は第２実施形態に係るレーザ加工装置の構成を示す概略図である。第２実施形態に係るレーザ加工装置２０と第１実施形態との相違点は、電子部品２で生じる光を導光する光ファイバ（第３の導光体）２４が４つのグループに分けられることである。その他の構成は、上述したレーザ加工装置１と同等であるため、同一符号を付して重複説明を省略する。

図６に示すように、検出部２１は、４つの検出素子２３を備えている。検出素子２３は、波長４４５ｎｍ及び波長６６０ｎｍを含む複数波長の光を検出するものである。この４つの検出素子２３は、４本の光ファイバ２４に光学的に接続されている。また、レーザ加工装置２０は、１つの観察用光光源（第２の発光部）２２を備えている。この観察用光光源２２は、白色光を発するハロゲンランプから構成されている。観察用光光源２２から発せられる観察用光は、光ファイバ（第２の導光体）２５を介して電子部品２に照射される。

光ファイバ６の出射端において、光ファイバ６と光ファイバ２４とは束ねられ、バンドルファイバ３０を構成している。バンドルファイバ３０は第１実施形態に係るバンドルファイバ１７と同様な構成を有する。すなわち、電子部品２で生じる光を導光する光ファイバ２４は、４つのグループに分けられ、加工用光を導光する光ファイバ６を取り囲むように加工用光の走査方向に対し前後左右に配置されている。また、該バンドルファイバの先端に集光レンズ（図示せず）を設置するのも好適である。加工対象物との作動距離を大きく取ることができ、装置の操作を容易に行うことができる。

この４つのグループに分けられた光ファイバ２４は、電子部品２で生じる複数波長の光を順番に導光可能に形成されている。例えば、４つのグループに分けられた光ファイバ２４と検出素子２３との間には、グループ毎に対応する開閉可能なマスクが設けられ、そのマスクの開閉によって、光ファイバ２４により導光された光が順次検出素子２３に入射されたり、または遮蔽される。

このように構成されたレーザ加工装置２０では、光ファイバ２４、４つのグループに分けられ、且つグループ毎に電子部品２で生じる複数波長の光を導光するので、各グループの導光タイミングをずらすことによって、各グループの光ファイバ２４に対応する物体（例えば金メッキが施された端子、錫メッキが施された端子、ガラスエポキシ基板）をそれぞれ特定することができる。

しかも、その特定した物体の位置は光ファイバ２４のグループの配置位置に対応しているので、グループの配置位置に基づいて特定した物体の位置を容易に把握することができる。従って、特定した物体の種類に応じて加工用光の照射パワーを制御し、又は特定した物体の位置に応じて加工用光の照射時間を調整することが可能となる。例えば、加工用光を走査して金メッキが施された端子同士を半田（主成分：錫）で接合する場合に、半田と金メッキ端子の境界を特定し、照射パワーを高めるということも可能である。このようにすれば、電子部品２を過剰加熱することを防止することができ、加工精度や品質の向上を図ることが可能となる。

以下、図７を参照して第２実施形態に係るレーザ加工装置２０を用いたレーザ加工方法を説明する。図７は、第２実施形態に係るレーザ加工装置の制御処理を示すフローチャートである。この図７における制御処理は、制御部３１によって所定の周期で繰り返し実行される。

初めに、グループ数ｉを１とし（Ｓ３１）、光ファイバ２５から出射される観察用光が電子部品２に照射される（Ｓ３２）。次に、観察用光の照射によって電子部品２で生じた光の検出が行われる（Ｓ３３）。このとき、第ｉ（ｉ＝１）グループの光ファイバ２４と検出素子２３を介し、電子部品２で生じた複数波長の光を検出し、検出した光の特性により加工領域に隣接した隣接対象物が特定される。

続いて、元のグループ数ｉに１をプラスして、それをグループ数ｉとし（Ｓ３４）、そのグループ数ｉと基準値ｎとの比較が実施される（Ｓ３５）。グループ数ｉが基準値ｎより小さい場合に、処理がＳ３２に戻る。一方、グループ数ｉが基準値ｎより大きい場合に、隣接対象物が照射対象であるか否かの判断が実施される（Ｓ３６）。

レーザ加工装置２０では、光ファイバ２４は４つのグループに分けられているので、例えば基準値ｎを４とすれば、第１、第２、第３及び第４グループの光ファイバ２４を介する光の検出が順番に行われる。

Ｓ３６の処理で隣接対象物が照射対象でないと判断された場合に、次のポイントに移動する途中で加工用光の照射パワーの低減が実施される（Ｓ３７）。このとき、制御部３１が加工用光光源３に照射パワーを低減する制御信号を送信し、加工用光光源３は、その制御信号を受信し、発生する加工用光のパワーを弱める。

一方、隣接対象物が照射対象であると判断された場合に、次のポイントに移動する途中で加工用光の照射パワーの増強が実施される（Ｓ３８）。このとき、制御部３１が加工用光光源３に照射パワーを増強する制御信号を送信し、加工用光光源３は、その制御信号を受信し、発生する加工用光のパワーを強める。これによって、電子部品２の加工が行われる。そして、Ｓ３７、Ｓ３８の処理を終えたら、次のポイントへ移動してこの処理を繰り返した後、一連の制御を終了する。

このようなレーザ加工方法によれば、光ファイバ２４の各グループを介して、電子部品２で生じる光をグループ毎に検出することによって、加工領域の隣接対象物を容易に特定することができる。そして、その隣接対象物が照射対象であるか否かを判断し、判断の結果に応じて加工用光の照射パワーを増強したり、低減したりすることにより、隣接対象物を誤って加工することを確実に防止することができる。その結果、加工精度の向上を図ることが可能となる。

以下、図８を参照してレーザ加工装置２０を用いた別の加工方法を説明する。図８は第２実施形態に係るレーザ加工装置の制御処理を示すフローチャートである。この図８における制御処理の特徴は、加工用光の走査方向の前方に配置された光ファイバ２４のグループのみを介して、電子部品２で生じる光を検出することである。この制御処理は、制御部３１によって所定の周期で繰り返し実行される。

初めに、グループ数ｉを１とし（Ｓ４１）、光ファイバ２５から出射される観察用光が電子部品２に照射される（Ｓ４２）。次に、第ｉ（ｉ＝１）グループの位置が加工用光の走査方向の前方であるか否かの判断が行われる（Ｓ４３）。そして、第ｉグループの位置が走査方向の前方でないと判断された場合に、そのグループの光ファイバ２４を介する光の検出を行わずに、処理はＳ４５に進む。一方、第ｉグループの位置が走査方向の前方であると判断された場合に、そのグループの光ファイバ２４を介して電子部品２で生じた光の検出が行われる（Ｓ４４）。そして、検出した光の特性に基づいて、隣接対象物が特定される。

続いて、元のグループ数ｉに１をプラスして、それをグループ数ｉとし（Ｓ４５）、そのグループ数ｉと基準値ｎとの比較が実施される（Ｓ４６）。グループ数ｉが基準値ｎより小さい場合に、処理がＳ４３に戻る。一方、グループ数ｉが基準値ｎより大きい場合に、隣接対象物が照射対象であるか否かの判断が実施される（Ｓ４７）。

Ｓ４７の処理で隣接対象物が照射対象でないと判断された場合に、次のポイントに移動する途中で加工用光の照射パワーの低減が実施される（Ｓ４８）。このとき、制御部３１が加工用光光源３に照射パワーを低減する制御信号を送信し、加工用光光源３は、その制御信号を受信し、発生する加工用光のパワーを弱める。

一方、隣接対象物が照射対象であると判断された場合に、次のポイントに移動する途中で加工用光の照射パワーの増強が実施される（Ｓ４９）。このとき、制御部３１が加工用光光源３に照射パワーを増強する制御信号を送信し、加工用光光源３は、その制御信号を受信し、発生する加工用光のパワーを強める。これによって、電子部品２の加工が行われる。そして、Ｓ４８、Ｓ４９の処理を終えたら、一連の制御を終了する。このようなレーザ加工方法によれば、加工用光の走査方向の前方の隣接対象物のみを特定するので、加工速度の高速化を図ることができる。

（変形例）
次に、第２実施形態に係るレーザ加工装置２０の変形例について説明する。図９は第２実施形態に係るレーザ加工装置の変形例を示す概略図である。図９に示す変形例では、レーザ加工装置２６の検出部２７は、１つの検出素子２８と、光ファイバ２４により導光された光を検出素子２８に入射させるように、光路を切り替えるミラー（光路変更手段）２９とを含んで構成されている。ミラー２９は、回転自由に設けられ、４つのグループの光ファイバ２４により導光されてき光を順番に検出素子２８に入射させる。検出素子２８は、波長４４５ｎｍ及び波長６６０ｎｍを含む複数波長の光を検出可能なものである。

このような構成を有するレーザ加工装置２６は、第２実施形態に係るレーザ加工装置２０と同様な効果が得られるほか、検出部２７の構成を簡単化することができ、装置全体のコスト低減を図ることが可能となる。

本発明は上記の実施形態に限定されるものではない。例えば、加工用光と観察用光の波長は同じでも良い。また、上記の実施形態では、電子部品加工に用いられたレーザ加工装置及び加工方法について説明したが、電子部品の加工に限らず、本発明に係るレーザ加工装置及びレーザ加工方法は歯科治療などにも適用される。

１，２０，２６ レーザ加工装置
２ 電子部品（加工対象物）
３ 加工用光光源（第１の発光部）
４ 観察用光発光部（第２の発光部）
５，２１，２７ 検出部
６，１８ 光ファイバ（第１の導光体）
９，１０，１２，１９，２５ 光ファイバ（第２の導光体）
１５，１６，２４ 光ファイバ（第３の導光体）
２２ 観察用光光源（第２の発光部）
２９ ミラー（光路変更手段）
３１ 制御部。

Claims (12)

1. 加工対象物を加工用光で走査し加工するレーザ加工装置において、
   加工用光を発する第１の発光部と、
   前記第１の発光部から発せられる加工用光を加工対象物へと導光する第１の導光体と、
   加工対象物を観察するための観察用光を発する第２の発光部と、
   前記第２の発光部から発せられる観察用光を加工対象物へと導光する複数の第２の導光体と、
   加工対象物で生じる複数波長の光を導光する第３の導光体と、
   前記第３の導光体により導光される複数波長の光を検出する検出部と、
   前記検出部により検出された結果に基づき、前記第１の発光部の発光状態を制御する制御部と、を備え、
   前記第２の導光体は、少なくとも２つのグループに分けられ、且つグループ毎に前記第２の発光部から発せられる観察用光を加工対象物へと導光することを特徴とするレーザ加工装置。
2. 前記第２の導光体は、４つのグループに分けられ、
   前記第１の導光体の出射端において、４つのグループに分けられた前記第２の導光体は、前記第１の導光体を取り囲むように、前記第１の導光体から出射される加工用光の走査方向に対し前後左右に配置されていることを特徴とする請求項１に記載のレーザ加工装置。
3. ４つのグループに分けられた前記第２の導光体は、前記第２の発光部から発せられる観察用光を順番に加工対象物へと導光することを特徴とする請求項２に記載のレーザ加工装置。
4. 加工対象物を加工用光で走査し加工するレーザ加工装置において、
   加工用光を発する第１の発光部と、
   前記第１の発光部から発せられる加工用光を加工対象物へと導光する第１の導光体と、
   加工対象物を観察するための観察用光を発する第２の発光部と、
   前記第２の発光部から発せられる観察用光を加工対象物へと導光する第２の導光体と、
   加工対象物で生じる複数波長の光を導光する複数の第３の導光体と、
   前記第３の導光体により導光される複数波長の光を検出する検出部と、
   前記検出部により検出された結果に基づき、前記第１の発光部の発光状態を制御する制御部と、を備え、
   前記第３の導光体は、少なくとも２つのグループに分けられ、且つグループ毎に加工対象物で生じる複数波長の光を導光することを特徴とするレーザ加工装置。
5. 前記第３の導光体は、４つのグループに分けられ、
   前記第１の導光体の出射端において、４つのグループに分けられた前記第３の導光体は、前記第１の導光体を取り囲むように、前記第１の導光体から出射される加工用光の走査方向に対し前後左右に配置されていることを特徴とする請求項４に記載のレーザ加工装置。
6. ４つのグループに分けられた前記第３の導光体は、加工対象物で生じる複数波長の光を順番に導光することを特徴とする請求項５に記載のレーザ加工装置。
7. 前記検出部は、前記第３の導光体のグループ毎に対応する検出素子を含むことを特徴とする請求項４〜６のいずれか一項に記載のレーザ加工装置。
8. 前記検出部は、１つの検出素子と、前記第３の導光体により導光される光を前記検出素子に入射させるための光路変更手段と、を含むことを特徴とする請求項４〜６のいずれか一項に記載のレーザ加工装置。
9. 請求項１に記載のレーザ加工装置を用いたレーザ加工方法であって、
   第２の導光体の各グループを用いて、グループ毎に観察用光を加工対象物に照射する第１ステップと、
   加工対象物で生じる複数波長の光を検出し、検出した光の特性により照射対象を特定する第２ステップと、
   照射対象の特定結果に基づき、加工用光を制御して加工対象物を加工する第３ステップと、
   を備えることを特徴とするレーザ加工方法。
10. 前記第１ステップにおいて、加工用光の走査方向の前方に配置された第２の導光体のグループのみを用いて、加工対象物に観察用光を照射することを特徴とする請求項９に記載のレーザ加工方法。
11. 請求項４に記載のレーザ加工装置を用いたレーザ加工方法であって、
    加工対象物に観察用光を照射する第１ステップと、
    第３の導光体の各グループを用いて、加工対象物で生じる複数波長の光をグループ毎に検出し、検出した光の特性により照射対象を特定する第２ステップと、
    照射対象の特定結果に基づき、加工用光を制御して加工対象物を加工する第３ステップと、
    を備えることを特徴とするレーザ加工方法。
12. 前記第２ステップにおいて、加工用光の走査方向の前方に配置された第３の導光体のグループのみを用いて、加工対象物で生じる複数波長の光を検出することを特徴とする請求項１１に記載のレーザ加工方法。